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Interdisziplinärer Vordenker für neue Materialien

Prof. Dr. Siegfried Horn war als Physiker bereits in Köln, der TU Darmstadt sowie dem Polytechnic Institute of New York und an der New York University tätig und prägt seit 1992 an der Universität Augsburg die angewandte Forschung im Materialbereich. Seine Überzeugung:

„Für die Materialauswahl braucht man mehr als Materialkompetenz.“

Ein einziges Fachgebiet ist ihm zu begrenzt, deswegen überwindet Prof. Horn seit Jahren systematisch die Grenzen der Disziplinen. So hat er sich als Inhaber des Lehrstuhls für Experimentalphysik II nicht nur der angewandten Materialforschung verschrieben, sondern eine Vielzahl an interdisziplinären, sehr anwendungsorientierten Einrichtungen initiiert oder deren Gründung aktiv unterstützt: Er ist geschäftsführender Direktor des Instituts für Materials Resource Management, Sprecher des „Augsburg Center of Innovative Technologies (ACIT)“, Mitglied des Universitätsrats der Universität Augsburg, Vorstandsmitglied im Anwenderzentrum Material und Umwelt sowie stellvertretender Vorsitzender des Arbeitskreises Kohlenstoff und Mitglied im Vorstand des Spitzenclusters MAI Carbon.

Herr Prof. Horn, Sie sind Experte für Materialien, Oberflächen und Grenzflächen. Welche Rolle spielt die Materialforschung für die Ressourceneffizienz?

Materialfragen stellen über den gesamten Lebensweg des Produktes hinweg die Weichen für die Ressourceneffizienz des Produktes. Deswegen kann man Materialfragen nie isoliert betrachten: Bereits im Produktdesign wird durch die gewünschten Eigenschaften des Endproduktes festgelegt, welche Eigenschaften das verwendete Material aufweisen muss. Darum muss man bereits vor der Materialauswahl alles über das Endprodukt wissen bzw. das Material bestimm wesentlich, was das Produkt leisten kann.

„Die Materialauswahl entscheidet über die Ressourceneffizienz.“

Das verwendete Material beeinflusst außerdem die Art des Produktionsprozesses und damit zu einem großen Teil auch die Möglichkeiten der ressourceneffizienten Optimierung der Herstellung. Für die Qualitätssicherung und während der Produktnutzung ist für die Ressourceneffizienz auch entscheidend, mit welchen Prüfmethoden Schäden am Material und Produkt festgestellt werden können und ob z.B. zerstörungsfreie Prüfmethoden möglich sind. Die Materialauswahl hat auch Einfluss auf die Reparaturfähigkeit und „Design for Repair“, so kann z.B. beim Einsatz von hybriden Materialien aus Faserverbundwerkstoffen und Metall eine Schnittstelle zum Lösen der Verbindung vorgesehen werden oder man sieht leicht zu identifizierende und zu reparierende „Sollbruchstellen“ vor. Auch für die Recyclingfähigkeit ist die Materialauswahl entscheidend: Auch hier ist aus Sicht der Ressourceneffizienz von Anfang an festzulegen, was aus dem recycelten Material wieder werden soll.

Das klingt nach einer sehr komplexen Aufgabenstellung. Wie können Sie Unternehmen bei der Optimierung dieser Materialfragen helfen?

Wenn man ein Produkt im Sinne der Ressourceneffizienz und Materialauswahl optimieren will, braucht man weit mehr als nur Materialkompetenz. Wenn viele Problemlöser kooperieren, kann man wesentlich mehr Probleme lösen. Deswegen habe ich gemeinsam mit Kollegen verschiedene interdisziplinäre Ansätze ins Leben gerufen: Im „Augsburg Center of Innovative Technologies (ACIT)“ verbinden wir Materialfragen mit Methoden der Informatik. Dies ermöglicht es z.B. die Datenmengen, die über die gesamte Wertschöpfungskette oder den Herstellungsprozess eines Materials anfallen, systematisch auszuwerten und Vorhersagen zu treffen oder Prozesse mit Hilfe digitaler Methoden zu optimieren. Im Institut für Materials Ressource Management kombinieren wir Materialfragen mit wirtschaftswissenschaftlichen Methoden und beschäftigen uns mit der Wirtschaftlichkeit der Materialien auch unter Aspekten der zukünftigen Rohstoffversorgung, der Ressourceneffizienz und der Bewertung möglicher Materialalternativen. Diese ganzheitliche Betrachtung und Anwendungsorientierung ist sicher ein Alleinstellungsmerkmal unserer Materialforschung.

Wegen dieser ganzheitlichen Kompetenz sind Sie ein gefragter Partner für die Industrie. Mit welchen Fragestellungen kann man als Unternehmen zu Ihnen kommen?

Wir arbeiten sehr anwendungsorientiert und mit vielen Unternehmen zusammen. Viele wichtige Materialfragen können von uns geklärt werden: Wir entwickeln und verbessern Materialien. Wir prüfen Materialien und machen Versagensvorhersagen. Dabei decken wir einen sehr weiten Bereich von der Wertschöpfungskette ab, z.B. von der Faser bis zum Faserverbundbauteil und dessen Recycling. Unsere Kernkompetenz liegt dabei im Bereich der Faserverbundwerkstoffe und im Bereich der Materialverbindungen. Hier unterstützen wir Unternehmen gern mit Forschungsprojekten, für die wir je nach Fragestellung (interdisziplinäre) Bearbeitungsgruppen zusammenstellen können, oder mit den Dienstleistungen und der Infrastruktur unserer Einrichtungen, z.B. im Anwenderzentrum Material und Umwelt.

Bilderquelle: nikky maier

Prof. Dr. Siegfried Horn

Universität Augsburg Lehrstuhl für Experimentalphysik II
Universitätsstr. 1
86159 Augsburg
Tel +49 821 598-3438
Fax +49 821 598-3411

Das bietet Prof. Dr. Siegfried Horn:

Kernkompetenzen von Prof. Dr. Siegfried Horn:

Materialforschung, Oberflächen und Materialverbindung
Produktoptimierung im Sinne der Ressourceneffizienz
Bewertung möglicher Material-Substitute
Ganzheitliche Betrachtung und Anwendungsorientierung

Anwendungs- und Technologiebereiche:

Materialforschung & Entwicklung
Materialeffizienz
Neue Materialien
Produkte & Prozesse
Produktentwicklung / Ressourceneffiziente Produkte

Phasen im Produktlebenszyklus:

Materialforschung/ -entwicklung
Nutzung
Produktentwicklung
Recycling/Aufbereitung